小汽轮机驱动磨煤机技术研究

小汽轮机驱动磨煤机技术研究

王海生

大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江省 154600

摘要：随着东北区域冬季深调幅度不断加大，火电机组磨煤机日常运行区间消耗厂用电占比不断加大，机组能耗指标升高，盈利能力下降。同时冬季为满足热网供热需求，需要不断从中排抽汽供至热网，但是深调期间存在供汽量不足的问题，影响供热量，进而影响盈利能力。

关键词：深调幅度；供热需求；灵活驱动

1. 项目背景

随着东北区域火电厂冬季深调幅度不断加大，我公司一期机组磨煤机日常运行区间消耗厂用电占比不断加大，机组能耗指标升高，盈利能力下降。同时冬季为满足热网供热需求，需要不断从汽轮机中排抽汽供至热网，但是深调期间存在供汽量不足的问题，影响供热量，进而影响盈利能力。

根据上述情况，实施汽轮机、电动机双驱动方式在钢球磨煤机的应用项目，由原来的电机驱动改为汽、电双驱动，降低厂用电率，汽轮机的排汽用来给热网进行补充供汽，满足冬季热网的供热需求。同时将磨煤机电动机进行逆向发电改造，在冬季深调区间，提高汽轮机进汽量在满足磨煤机转动负荷要求的同时，余出负荷接入厂用电系统，进一步降低厂用电率，增加火电厂深调幅度。

2. 存在的主要问题

多数电厂配置双进双出钢球磨煤机，某公司锅炉配备3台法国ALSTOM（阿尔斯通）公司生产的BBD4060型双进双出钢球磨煤机，磨煤机系统主要包括磨煤机筒体、主轴承润滑系统及驱动装置、矢轮润滑系统。筒体内部长度为6140mm、直径为3950mm，钢球装载量为90T，出力为72T/h，磨煤机额定功率1500KW。制粉系统磨煤机耗电量占比较大，导致电厂厂用电率升高

3. 调查研究的主要依据、过程及结论

通过调研经过对国内多家企业的调研论证，汽动改造主要有以下几种接入方式：

汽轮机、电动机双驱动方式在钢球磨煤机上的应用的内涵主要为降低厂用电率，将原有主机带厂用电部分变为上网电量，同时在主机深调期间热网抽汽量不足，汽动磨排汽补充热网。同时在深调期间降低主机蒸汽流量，在满足深调电负荷情况下，保障锅炉热负荷下降较少，确保锅炉燃烧稳定。汽轮机汽源取自冷再排汽，汽轮机出口排汽至热网首站，排汽进入热网补充冬季热网供汽量不足的问题。

汽轮机、电动机双驱动方式在钢球磨煤机的应用，实现了钢球磨煤机两种驱动方式灵活切换，在使用汽轮机驱动时，原电动机转化为发电机，发电接入厂用电系统，降低厂用电率，间接提高并网电量。汽轮机排汽用来给热网进行补充供汽，补充热网的热源。

1.汽轮机结构布置

汽轮机与电机-磨煤机通过变速箱联接，由汽轮机及异步电机共同驱动磨煤机运行，在汽轮机停机时，可由异步电机单独驱动磨煤机正常运行。从汽轮机进汽端向排汽端看，汽轮机转向为逆时针,变速箱输出轴转向为顺时针。此转向为汽轮机往磨煤机方向看。

2.汽轮机减速机构布置

汽轮机与减速箱间用联轴器由汽轮机制造厂提供, 减速箱与电机-磨煤机联接用超越式离合器由汽轮机制造厂提供，联轴器推荐采用膜片式，联轴器罩壳为可拆卸式，将联轴器的外露部分全部罩住。

3. 调节系统

采用独立的调节系统数字式调节器电子执行器，调节系统应具有丰富的组态功能，可根据汽轮机要求进行参数预设，预设的参数应能长期保存，不能出现因断电而丢失。数字式调节器具有手动阀位控制和自动转速控制功能，两种功能可以进行无扰切换；具有超速试验和保护功能，并具备进行机械超速和电子超速试验功能，保护装置应具有三重超速保护功能；具有就地液晶屏显示功能，在液晶屏上上可实现参数设置、就地操作、系统组态等功能。

4. 供油系统

供油系统由一台交流润滑油泵及一台减速箱上的轴头泵提供汽轮机及减速箱轴承润滑用油,开机时开启电动交流润滑油泵提供润滑油，当机组达到设定转速时，切换成减速箱轴头泵供油，停交流电动油泵并作为备用泵。

4. 方案及应用

将原磨煤机驱动电机同轴串联小汽轮机，小汽轮机布置在电动机端侧。汽源取自冷段再热器蒸汽，排汽直接并入热网系统。电动机侧需加装发变系统及四象限变频器与厂用系统互联。辅以必要的热工控制系统及危急遮断系统。

根据汽轮机驱动磨煤机试验期数据得出：

(1)上网电量增加2288千瓦时/小时，贡献利润851元/小时；

(2)因抽取冷再蒸汽，使机组电负荷下降2694千瓦时/小时，考虑深调费用分摊，贡献利润1185元/小时；

(3)汽轮机排汽使供热量增加14.89吉焦/小时；

(4)因抽汽冷再蒸汽使煤耗升高4.64克/千瓦时，燃料成本增加影响利润下降743元/小时。

2288kWh×0.372元/kWh + 2694kWh×0.88元/kWh×0.5 - 15.16万kWh×4.64g/kWh×1056元/t=851+1185-743=1293元/h。

试验期间测算贡献利润1293元/小时。

结 语：本项目具有示范性作用，在火电厂持续深度调峰的环境下，不仅助力进一步降低火力发电厂深调率，满足电网调峰需求。同时将厂用电转化为上网电量，增加发电上网率，提高企业盈利能力。在汽、电双驱的作用下，提高了设备驱动端的可靠性。

本技术不仅适用于配有钢球磨煤机的火电厂，还适用于如水泥厂球磨机、化工厂离心泵、风机等重载大功率辅机上，在变频、工频运行中均可实现负荷的线性调节和电、热驱动能力分配，具有较高的经济性和有较高的推广应用价值。